共通モデルを利用したバッチプラント計画・制御・運転支援システムの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450310
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 小野木 克明 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (80115542)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 清水 良明 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (10109085) ; 冨田 重幸 宮崎大学, 工学部, 教授 (10111668) ; 長谷部 伸治 京都大学, 工学研究科, 助教授 (60144333) ; 柘植 義文 九州大学, 工学研究院, 助教授 (00179988) ; 西谷 紘一 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (10029572)
• Keywords: バッチプラント / 離散事象システム / 分散型生産管理システム / 非定常制御 / 認知情報処理モデル / サプライチェーンマネジメント / ヒューマンインタフェース / データリコンシレーション

Research Abstract

本研究は,バッチプラントの計画,制御,運転に係わる問題を互いに関連付けながら解決するためのモデルを開発するとともに,これらの問題解決のための手法も合わせて開発しようとするものである.今年度,得られた主な成果,知見は次のようである.
1.多品種生産型バッチプラント,およびそれらが組合された生産システムを対象に,顧客の需要変動や歩留りの変動に対応でき,さらに運転方法に矛盾がないかどうかを検討できるモデルを開発した.そして,そのもとで,生産計画を立案するための手法を開発した.この手法の特徴は分散化された情報のもとで計画問題を解決することにある.これによって,種々の不確定要因や環境変化に柔軟に対応できることが期待される.
2.バッチプラントの制御システムを設計するにあたっては,全体から細部に順次詳細化しながら設計したり,逆に予め用意された細部を組上げることによって全体を設計することが現実的である.このためのモデルと設計手法の開発は,昨年度までにほぼ完了していた.今年度は,このもとで,この種のシステムの設計指針について考察するとともに,このモデルが運転時の異常発見にも適用できる可能性があることを示した.
3.プラントの異常時のオペレータの心理状態を表す認知情報処理モデルを開発し,これがヒューマンエラーの分析と異常時の対応措置の検討に活用できることを示した.また,プラント運転時における状態測定値の信頼性向上をめざし,測定値に含まれるバイアスを推定することができる故障診断フィルターの提案と,それの作成手法を開発した。合わせて,これらを含む運転管理システムのあり方を検討した.

Research Products

• [Publications] Satoshi Taniguchi: "Decentralization SCM System on Multi-site Plants with Various Uncertainties"Proceedings of International Symposium on Design, Operation and Control of Chemical Plants. 343.1-343.6 (2002)
• [Publications] Tatsushi Nishi: "Machine-Oriented Decentralized Scheduling Method using Lagrangian Decomposition and Coordination Technique"Proceedings of the 2002 IEEE International Conference on Robotics & Automation. 4173-4178 (2002)
• [Publications] Kayoko Takatsuka: "On Modeling and Algorithm for verifying behavior of Discrete Parallel Production Systems"Proceedings of International Symposium on Design, Operation and Control of Chemical Plants. 277-282 (2002)
• [Publications] Kayoko Takasuka: "On a Formal Method for Modeling Discrete Production systems Based on Process-Network Architecture"Proceedings of International Symposium on Advanced Control of Industrial Processes. 281-286 (2002)
• [Publications] Teiji Kitajima: "A Batch Scheduling Framework for Chemical Processes Cooperated with Sequential Control System"Proceedings of International Symposium on Scheduling. 3-A-7. 125-128 (2002)
• [Publications] Yoshiaki Shimizu: "Timed colored Petri Net Model for Analyzing Operating Procedures for Batch Processes"J. Chem. Eng. Japan. (Submitted). (2003)
• [Publications] S.Hashimizu: "Synthesis of Operating Procedures and Procedural Controllers for Batch Processes Based on Petri Nets"Proceedings of International Symposium on Design, Operation and Control of Chemical Plants. 253-258 (2002)
• [Publications] 矢嶌 智之: "バッチ制御のための操作手順の合成"化学工学論文集. 28・3. 262-267 (2002)
• [Publications] 金 銀花: "心理状態を考慮したオペレータモデルの開発"日本プラント・ヒューマンファクター学会誌. 7・2. 86-96 (2003)
• [Publications] Y.Jin: "A Cognitive Information Processing Model for Analysis of Plant Operator Errors"Proceedings of International symposium on Design, Operation and Control of Chemical Plants. 313-318 (2002)
• [Publications] Y.Tsuge: "Improvement of the Failure Diagnosis of Flowmeters Based on Control Limits -Extension to Diagnosis method with Two Stages -"Proceedings of International Symposium on Design, Operation and Control of Chemical Plants. 81-86 (2002)
• [Publications] T.Hamaguchi: "Autonomous Decentralized Control System for Batch Process"Proceedings of International Symposium on Design, Operation and Control of Chemical Plants. 207-212 (2002)